数控原理与数控机课件第四章.ppt

第62页,共63页，星期六，2024年，5月第63页,共63页，星期六，2024年，5月(1)控制模块(N1)主要是两片80186及扩展电路，完成矢量变换计算、电网端逆变器触发脉冲控制以及变频器的PWM调制。6SC650系列交流主轴驱动变频器主要组件介绍如下。(2)I／O模块(U1)主要是由U／F变换器、A／D、D／A电路组成，为N1组件处理各种I／O信号。第30页,共63页，星期六，2024年，5月(4)选件(S1)选配的主轴定位电路板或C轴进给控制电路板，通过内装轴端编码器或外装轴端编码器，实现主轴的定位或C轴控制。

(3)电源模块(G01)和中央控制模块(G02)除供给控制电路所需的各种电源外，在G02上还输出各种继电器信号至数控系统。第31页,共63页，星期六，2024年，5月(二)主轴通用变频随着数字控制的SPWM变频调速系统的发展，采用通用变频器控制的数控机床主轴驱动装置越来越多。所谓“通用”，一是可以和通用的笼型异步电动机配套应用；二是具有多种可供选择的功能，应用于不同性质的负载。三菱FR—A500系列变频器的系统组成及接口定义如图4—8所示。第32页,共63页，星期六，2024年，5月为了减小输入电流的高次谐波，电源侧采用了交流电抗器，直流电抗器则是用于功率因数校正，有时为了减小电动机的振动和噪声，在变频器和电动机之间还可加入降噪电抗器。为防止变频器对周围控制设备的干扰，必要时可在电源侧选用无线电干扰(RED抑制电抗器。第33页,共63页，星期六，2024年，5月该变频器的速度是通过2、6端CNC系统输入的模拟速度控制信号，以及RH、RM和RL端由拨码开关编码输入的开关量或CNC系统数字输入信号来设定的，可实现电动机从最低速到最高速的三级变速控制。第34页,共63页，星期六，2024年，5月变频器的电源显示也称充电显示，它除了表明是否已经接上电源外，还显示了直流高压滤波电容器上的充、放电状况。因为在切断电源后，高压滤波电容器的放电速度较慢，由于电压较高，对人体有危险。每次关机后，必须等电源显示完全熄灭后，方可进行调试和维修。第35页,共63页，星期六，2024年，5月变频器和主轴电动机配用时，根据主轴加工的特性和要求，必须先进行参数设置，如加减速时间等。设定的方法是通过编程器上的键盘和数码管显示，进行参数输入和修改。2．变频器的参数设置①首先按下模式转换开关，使变频器进入编程模式。②按数字键或数字增减键选择需进行预置的功能码。③按读出键或设定键，读出该功能的原设定数据(或数据码)。④如需修改，则通过数字键或数字增减键来修改设定数据。第36页,共63页，星期六，2024年，5月⑥如预置尚未结束，则转入第二步，进行其他功能设定。如预置完成，则按模式选择键，使变频器进入运行模式，就可以启动电动机了。⑤按写入键或设定键，将修改后的数据写入。第37页,共63页，星期六，2024年，5月图4—9为数字控制的开环变频调速系统框图。为提高速度控制精度，有些变频器可通过速度检测编码器，实现速度的闭环控制。同时，还可通过附加的定位模块来实现主轴的定位控制或C轴进给控制。第38页,共63页，星期六，2024年，5月R0的作用是限制启动电流，启动后，触点KA延时闭合或晶闸管VT延时导通(图中虚线部分)，R0被短接，减少运行损耗。第39页,共63页，星期六，2024年，5月异步电动机进入发电制动状态时，通过逆变器的续流二极管向电容充电，当电容上电压(通称泵升电压)升高到一定限值时，通过泵升限制电路使开关器件Vb导通，将电动机释放的动能消耗在制动电阻Rb上。为便于散热，制动电阻器Rb常作为附件，单独装在变频器外。定子电流和直流回路电流的检测是为了对定子电压进行补偿控制。第40页,共63页，星期六，2024年，5月无级调速主轴机构，虽然能大大简化主轴箱，但低速段输出转矩不能满足切削转矩要求。如单纯追求无级调速，势必要增大主轴电动机功率，主轴电动机与驱动装置的体积、重量及成本大大增加，也降低了运行效率。因此数控机床常采用1～4档齿轮变速与电动机无级调速相结合，即分段无级变速控制。图4-10为采用与不采用齿轮减速时的主轴输出特性。三、主轴分段无级变速及控制1．概述第41页,共63页，星期六，2024年，5月采用齿轮减速虽然可以增加低速时的输出转矩，但降低了最高主轴转速。因此常采用齿轮自动变挡，达到既满足低速转矩，又满足最高主轴转速的要求。数控系统一般均提供了4挡变速功能，而数控机床通常使用两挡即可满足要求。第42页,共6